单片机原理及应用课后习题参考答案16章.docx

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单片机原理及应用课后习题参考答案16章

《单片机原理及应用》习题答案

第一章计算机基础知识

1-1微型计算机主要由哪几部分组成？

各部分有何功能？

答：

一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：

即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。

CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。

存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。

按其功能可分为RAM和ROM。

输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。

总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。

1-3什么叫单片机？

其主要由哪几部分组成？

答：

单片机（SingleChipMicrocomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。

1-4在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？

用户应根据什么原则来选用？

答：

单片机片内ROM的配置状态可分四种：

（1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产；

（2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机；

（3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品；

（4）EEPROM（或FlashROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。

1-5写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制）

1100010

1001110

01000111

10

01001001

111111

01101100

11101

101

11010111

98

20039

585

16236

29

1495

62H

4E47H

249H

3F6CH

1D

5D7

1-6写出下列各数的BCD参与：

59：

01011001，1996：

0001100110010110，4859.2：

0100100001011001.0010

389.41：

001110001001.01000001

第二章MCS-51单片机的硬件结构

2-18052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？

答：

8052单片机片内包括：

8位中央处理器CPU一个

片内振荡器及时钟电路

256B数据存储器RAM。

8KB片内程序存储空间ROM

21个特殊功能寄存器SFR

4个8位并行I/O端口（32条线）

1个可编程全双工串行口

可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间

3个16位的定时器/计数器

6个中断源、2个优先级嵌套中断结构

2-28052的存储器分哪几个空间？

如何区别不同空间的寻址？

答：

8052的存储器分为6个编址空间：

片内ROM的容量为8KB，其地址为0000H~1FFFH；

可扩展片外ROM的容量为64KB，其地址为0000H~FFFFH；

片内RAM的容量为256B，其地址为00H~FFH分为二块：

地址00H~7FH共128B为片内RAM低区，

另128B为片内RAM高区，其地址空间为80H`FFH，其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠；

可扩展片外RAM的容量为64KB，其地址为0000H~1FFFH；

特殊功能寄存器SFR的空间为128B，其地址为80H~FFH，但实际只定义了26B单元，这26B单元分散在80H`F0H。

程序存储器和数据存储器在逻辑上是完全分开的。

CPU通过指令MOVC访问程序存储器。

当8052第31脚

接高电平时，CPU将从片内程序存储器0000H单元开始执行，当PC值超出片内程序存储空间，即大于1FFFH时，会自动转向片外程序存储空间。

当

接低电平时，CPU将从片外程序存储器ROM的0000H单元开始执行。

CPU通过MOV指令访问片内数据存储空间RAM，低区128B地址空间00H~7FH中地址为00H~1FH这32个单元分为4个工作寄存器组，分别用R0~R7表示，通过工作寄存器指令进行访问。

片内RAM中的20H~2FH单元除可作为一般字节寻址单元使用外，这16个单元共128位中的每一位又可单独作为软件触发器使用，具有位寻址功能，其位地址范围为00H`7FH；对片内高区128B寻址只能用寄存器间接寻址，而对特殊功能寄存器建起必须使用直接寻址。

CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。

2-3DPTR的作用是什么？

它由哪几个寄存器组成？

答：

相对于地址指针，DPTR被称为数据指针，但实际上DPTR中存放的是一个16位的地址，作为访问程序存储器和外部数据存储器的地址指针。

当对64KB外部数据存储器空间寻址时，作为间址寄存器使用，而在访问程序存储器时，作为基址寄存器使用。

DPTR是一个16位的特殊功能寄存器，由两个8位寄存器DPH、DPL组成，使用SFR中的82H和83H单元。

2-4简述布尔处理存储器的空间分配。

答：

在单片机中位处理又称布尔处理，允许按位处理的存储器称为布尔处理存储器。

其地址空间由二部分构成：

一部分是片内RAM中字节地址为20H~2FH的16字节的128个位，这些位编址为00H`7FH；另一部分在特殊寄存器中，其地址码能被8整除的12个特殊功能寄存器可以按位寻址，但其中4个未定义，一共有92位可按位寻址。

这二部分结合起来形成一个具有220位的位寻址空间。

2-58052单片机设置4组工作寄存器，如何选择确定和改变当前工作寄存器？

答：

8052片内数据存储器的00H~1FH这32个单元分为4级作为4个工作寄存器第0组地址00H`07H，第一组08H~0FH，第二组10H~17H，第3组18H~1FH。

每个工作寄存器都有8个单元，分别用R0~R7表示。

4组寄存器中每一组都可能被选为CPU的工作寄存器，这是通过程序状态字PSW的PSW.3（RS0）和PSW.4（RS1）两位的状态来选择决定的。

见下表：

PSW.4（RS1）

PSW.3（RS0）

当前使用的工作寄存器组R0`R7

0

0

0组（00H`07H）

0

1

1组（08H`0FH）

1

0

2组（10H`17H）

1

1

3组（18H`1FH）

通过程序改变RS1和RS0的状态，就可方便地更换工作寄存器组。

2-6程序状态字寄存器PSW的作用是什么？

常用的状态标志位有哪些位？

作用分别是什么？

答：

PSW是一个8位的特殊功能寄存器，由一些标志位组成，用于存放程序运行中的各种状态信息。

它可以进行位寻址。

各位的作用如下：

Cy：

进位标志位。

在进行加（或减）法运算时，若操作结果的最高位（D7位）有进位（或借位）时，Cy由硬件置1，否则Cy清0。

在进行位操作时，Cy又是位累加器，指令助记符用C表示。

AC：

辅助进位标志位。

在进行加（或减）运算时，若操作结果的低半字节（D3位）向高半字节产生进位（或借位）时，AC位将由硬件自动置1，否则AC位清0。

F0：

用户标志位。

用户根据需要对F0置位或复位，作为软件标志。

RS1和RS0：

工作寄存器组选择控制位。

由用户用软件改变RS1和RS0的状态，以选择内RAM中的哪组工作寄存器为当前工作寄存器组。

OV：

溢出标志位。

当进行补码运算时，运算结果超出－128～＋127范围时，产生溢出，则OV自动置1，否则OV清0。

PSW.1：

保留位。

8051中未定义。

P：

奇偶校验标志位。

每条指令执行完后，该位始终跟踪累加器A中1的数目的奇偶性。

如果A中有奇数个1，则P＝1；否则P＝0。

2-78052单片机的

引脚有何功能？

在使用8032时，

引脚就如何处理？

答：

8052单片机的31脚为

为访问外部或内部程序存储器控制信号。

当

引脚接高电平且PC值小于1FFFH时，CPU访问内部程序存储器读取指令，当

引脚接低电平时，CPU只访问外部等量齐观存储器读取指令。

在8032芯片中没有内部程序存储器，因此，8032芯片的31脚

只能接地。

2-88052内部RAM中低128B单元划分为哪几个主要部分？

各部分主要功能是什么？

答：

8052内部数据存储器RAM中低128B单元地址空间00H~7FH被划分为三个部分。

第一部分地址为00H~1FH这32个单元分为4个工作寄存器组，分别用R0~R7表示，通过工作寄存器指令进行访问。

片内RAM中的第二部分20H~2FH单元除可作为一般字节寻址单元使用外，这16个单元共128位中的每一位又可单独作为软件触发器使用，具有位寻址功能，其位地址范围为00H`7FH；第三部分地址30H~7FH，这部分存储区域可作为8位数据缓冲区使用，一般地，用户把堆栈就设置在这部分区域。

2-98052内部RAM中高128B单元与特殊功能寄存器区地址空间重叠，使用中是如何区分这两个空间的？

答：

对8052片内高区（80H`0FFH）128B只能采用寄存器间接寻址，而对特殊功能寄存器SFR建起必须采用直接寻址。

2-10什么叫堆栈？

堆栈指针SP的作用是什么？

答：

堆栈是按照“先进后出，后进先出”的原则来存取数据的一个内部RAM区域，这个存储器区域的一端是固定的（栈底），另一端是活动的（栈顶），每个存储单元是不能按字节任意访问的。

堆栈指针SP始终指向栈顶单元，栈顶随着数据入栈和出栈上下浮动。

2-12什么是时钟周期、机器周期和指令周期？

答：

（1）时钟周期（又称为振荡周期）是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间，是振荡频率的倒数，称为拍节。

（2）机器周期是指CPU完成某一个规定操作所需的时间，8051单片机的一个机器周期包含6个状态，并依次表示为S1～S6，每个状态分为2个节拍。

因此一个机器周期包含12个时钟周期（振荡周期），依次表示为：

S1P1、S1P2、S2P1、…、S6P1、S6P2。

（3）指令周期是指CPU执行一条指令所需要的时间称为指令周期。

MCS-51单片机指令周期根据指令的不同，可包含有1或2或4个机器周期。

第三章MCS-51单片机指令系统

3-1指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。

MOV2FH,#40H;立即寻址，将40H移入片内2FH单元

MOVA,2FH;直接寻址，将片内2FH单元的数移入累加器A

MOVR1,#2FH;立即寻址，将2FH移入当前寄存器组的R1单元

MOVA,@R1;寄存器间接寻址，将寄存器R1中所存地址中的值移入累加器A

MOV2FH,A;隐含寻址，将累加器A中的值移入片内2FH单元

3-2内部RAM的4FH单元，可用哪几种寻址方式？

分别举例说明。

答：

直接寻址：

MOVR1，4FH

间接寻址：

MOVR1，#4FH

寄存器间接寻址：

MOVA，@R1

3-3指出下列各条指令中，45H代表什么？

MOVA,#45H;数值

MOVA,45H;源地址

MOV45H,46H;目标地址

MOV45H,#45H;目标地址和数值

MOVC,45H;源地址

3-4已知：

（A）=7AH,（R0）=30H，（30H）=0A5H，（PSW）=80H,请写出下列各条指令的执行结果：

答：

PSW的各位为11110000,即Cy=1,AC=1,F0=1,RS1=1,RS0=0,OV=0,P=0

（1）SUBBA,30H

结果：

（A）=D4H，CY=1，AC=0，OV=1，P=0

（2）SUBBA,#30H

结果：

（A）=49H，CY=0，AC=0，OV=0，P=1

（3）ADDA，R0

结果：

（A）=AAH，CY=0，AC=0，OV=1,P=0

（4）ADDA，30H

结果：

（A）=1FH，CY=1,AC=0，OV=0,P=1

（5）ADDA,#30H

结果：

（A）=AAH，CY=0，AC=0，OV=1,P=0

（6）ADDCA，30H

结果：

（A）=20H，CY=1,AC=1,OV=0,P=1

（7）SWAPA

结果：

（A）=A7H，对标志位无影响

（8）XCHDA,@R0

结果：

（A）=75H，（30H）=AAH，（R0）=AAH，P=1

（9）XCHA，30H

结果：

（A）=0A5H，（30H）=7AH，P=0

（10）XCHA,R0

结果：

（A）=30H，（R0）=7AH，P=0

（11）MOVA,@R0

结果：

（A）=0A5H，P=0

（12）XCHA,@R0

结果：

（A）=0A5H，（30H）=7AH，P=0

3-5试分析以下程序段的执行结果：

MOVSP,#3AH

MOVA,#20H

MOVB,#30H

PUSHACC

PUSHB

POPACC

POPB

结果：

（SP）=3AH，（A）=30H，（B）=20H，（3BH）=20H，（3CH）=30H

3-6指出下列指令的执行结果，并写出每条指令的机器码。

MOV30H,#52H;（30H）=52H01110101（753052H）

MOVA,#70H;（A）=70H01110100（7470H）

MOVA,30H;（A）=52H11100101（E530H）

MOVR0,#30H;（R0）=30H10101000（7830H）

MOVA,@R0;A=52H11100010（E6H）

3-7分析下列指令的执行结果，并写出每条指令的机器码。

MOVA,#70H;（A）=70H01110100（74H）

MOVDPTR,#2030H;（DPTR）=2030H10010000（90H）

MOVX@DPTR,A;（2030H）=70H11110000（F0H）

MOV30H,#40H;（30H）=40H01110101（75H）

MOVR0,#30H;（R0）=30H01111000（78H）

MOVA,@R0;（A）=40H11100110（E6H）

3-8设R0的内容为32H，A的内容为48H，内部RAM的32H单元内容为80H，40单元内容为08H，指出在执行下列程序段后上述各单元内容的变化。

MOVA,@R0

MOV@R0,40H

MOV40H,A

MOVR0,#35H

结果：

（R0）=35H,（A）=80,（32H）=08H,（40H）=80H

3-9已知：

（A）=81H,（R0）=20H,（20H）=35H，指出执行完下列程序段后A的内容。

ANLA,#17H;（A）=00000001

ORL20H,A;（20H）=00110101

XRLA,@R0;（A）=00110100

CPLA;（A）=11001011

结果：

（A）=CBH

3-10用指令实现下述数据传送:

（1）内部RAM20H单元送内部RAM40H单元。

答：

MOV40H,20H

（2）外部RAM20H单元送R0寄存器。

答：

MOVR1,#20HMOVXA,@R1MOVR0,A

（3）外部RAM20H单元送内部RAM20H单元

答：

MOVR1,#20HMOVXA,@R1MOV20H,A

（4）外部RAM1000H单元送内部RAM20H单元

答：

MOVDPTR,#1000HMOVXA,@DPTRMOV20H,A

（5）外部ROM1000H单元送内部RAM20H单元。

答：

MOVDPTR,#1000HMOVA,#00HMOVCA,@A+DPTRMOV20H,A

（6）外部ROM1000H单元送外部RAM20H单元。

答：

MOVDPTR,#1000HMOVA,#00HMOVCA,@A+DPTRMOVR1,#20HMOVX@R1,A

3-11已知16位二进制数的高8位和低8位分别存放在20H和21H单元，请编写将其右移一们的程序。

CLRC

MOVA,20H

RRCA

MOV20H,A

MOVA,21H

RRCA

MOV21H,A

3-12编程实现内部RAMR0~R7的内容传递到20H~27H单元。

3-13试编程进行两个16位数的减法，6F5DH-13B4H,结果存入内部RAM的30H和31H单元，30H存放差的低8位。

CLRC

MOVA,#5DH

SUBBA,#B4H

MOV30H,A

MOVA,#6FH

SUBBA,13H

MOV31H,A

3-14编写程序，若累加器A的内容分别满足下列条件时，程序则至LABEL存储单元，设A中存放的是无符号数。

A>=10

A>0

（A）<=10

CJNEA,#10H,LABJNZLABELMOVR0,A

LAB:

JNCLABELMOVA,#10

............CJNEA,R0,LAB

LABEL:

LABEL:

LAB:

JNCLABEL

......

LABEL:

3-15已知（SP）=25H,（PC）=2345H,（24H）=12H,（25H）=34H,（26H）=56H.问此时执行“RET”指令后，（SP）=?

（PC）=?

答：

（SP）=23H,（PC）=3412H

执行RET时，PCH←（SP）,SP←SP-1,PCL←（SP）,SP←SP-1

3-16若（sp）=25H,（PC）=2345H,标号LABEL所在的地址为3456H，问执行调用指令“LCALLLABEL”后，堆栈指针和堆栈内容发生什么变化？

（PC）的值等于什么？

答：

最后堆栈指针SP=27H。

堆栈指针SP=26H处SP内容为45H，指针SP=27H处内容为23H。

最后程序计数器指针PC=3456H。

执行LCALL后，PC←PC+3，SP←SP+1,（SP）←PCL,SP←SP+1，（SP）←PCH,PC←addr16。

3-17试编写程序，查找在内部RAM的20H~50H单元中是否有0AAH这一数据。

若有，则将51H单元置01H,若未找到，则将51H单元置00H。

MOV51H,#00H;先设没找到

MOVR0,#20H;起始地址

LOOP:

MOVA,@R0;取出数字

CJNEA,#0AAH,NEXT;不相等就跳转

INC51H;相等将51单元置1

SJMPEEE;找到转去结束

NEXT:

INCR0;下一个地址

CJNER0,#51H,LOOP;地址没找完就继续

EEE:

SJMP$;暂停

3-18试编写程序，统计在外部RAM2000H~205FH单元中出现00H的次数，并将统计结果丰收入内部RAM50H单元。

MOVR0,#00H;RO设为计数器，初始为0

MOVDPTR,#2000H;置片外RAM起始地址

MOVR1,#60H;置传送数据个数

LOOP:

MOVXA,@DPTR;外部RAM单元内容送A

JNZNEXT;传送数据不为0跳转

INCR0;传送数据为0，计数器加1

NEXT:

INCDPTR;下一个地址

DJNZR1,LOOP;地址没找完就继续

MOV50H,R0;统计结果存入50H单元

SJMP$;暂停

3-19已知R3和R4中存有一个16位的二进制数，高位在R3中代位在R4中。

请编程将其求补，并存回原处。

答：

首先假设R3、R4中是原码，根据原码求补的方法当最高位（R3的D7位）为0时表示为正数，那么补码与原码相同，当最高位为1时，表明是负数，负数的补码是最高位不变，其余位取反加1.

MOVA,R3

JBACC.7,NEG

SJMP$

NEG:

MOVA,R4

CPLA

CLRC

ADDA,#01H

MOVR4,A

MOVA,R3

CPLA

ADDCA,#00H

SETBACC.7

MOVR3,A

SJMP$

3-20编写一个程序，把片外RAM从2000H开始存放的10个数传送到片内RAM30H开始单元。

START:

MOVR0,#30H

MOVR1,#10H

MOVDPTR,#2000H

LOOP:

MOVXA,@DPTR

MOV@R0,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR1,LOOP

SJMP$

3-21试编程将内部RAM的30H至4FH单元的内容分别传送到外部RAM的2040H~205FH单元。

START:

MOVR0,#30H

MOVR1,#20H

MOVDPTR,#2040H

LOOP:

MOVA,@R0

MOVX@DPTR,A

INCDPTR

INCR0

DJNZR1,LOOP

SJMP$

3-22若外部RAM的（2000H）=X，（2001H）=Y,编程实现Z=3X+2Y,结果存入内部RAM的20H单元，设Z<=255。

START:

MOVDPTR,#2000H

MOVXA,@DPTR

MOVB,#03H

MULAB

MOVR0,A

INCDPTR

MOVXA,@DPTR

ADDA,A

ADDA,R0

MOV20H,A

3-23试对内部RAM20H单元的内容进行判断，若为正数，转向2100H若为负数,转向2200H；若为0，转向2300H。

START:

MOVA,20H

JBACC.7,NEG;为负数

JNBACC.7,POSI;为0

LJMP#2100H

SJMPEEE

NEG:

LJMP#2200H

SJMPEEE

POSI:

LJMP#2300H

SJMPEEE

EEE:

SJMP$

3-24已知30H、31H中存有一个16位二进制数，高位在前低位在后。

试编程将它们乘2，再存回原单位中。

START:

MOVA,31H

ADDA,31H

MOV31H,A

MOVA,30H

ADDCA,30H

MOV30H,A

SJMP$

3-25已知从外部RAM2000H开始的单元中有20个带符号的补码数，试编程把正数和0取出来存放到内部RAM20H开始的存储单元中（负数为作处理）。

START:

MOVR0,#20H;需处理的数的个数

MOVDPTR,#2000H;需处理数的起始地址

MOVR1,#20H;用于存储的目标地址

LOOP:

MOVXA,@DPTR

JBACC.7,NEG;负数不需处理

MOV@R1,A

INCR1

NEG:

INCDPTR

DJNZR0,LOOP

SJMP$

第四章汇编语言程序设计

4-1什么叫伪指令？

伪指令与指令有什么区别？

答：

伪指令不属于单片机指令集中的指令，在汇编时不产生目标代码，不影响程序的执行，仅指明在汇编时执行一些特定的操作。

如为程序指定一个存储区、将一些数据、表格常数存放在指定的存储单元、对地址赋用户名等。

指令是计算机所能执行的一种基本操作的描述，是计算机软件的基本单元。

51单片机单片机的指令有二种表达方式：

机器码指令和汇编语言指令。

4-2循环程